Rocz. AR Pozn. CCCLXXXIII, Ogrodn. 41: 471-475
© Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu, Poznań 2007 PL ISSN 0137-1738
MARIA GAWĘDA
ZAWARTOŚĆ SZCZAWIANÓW W ROŚLINACH SZCZAWIU ZWYCZAJNEGO (RUMEX ACETOSA L.), POZYSKIWANEGO ZE STANOWISK NATURALNYCH
Z Katedry Warzywnictwa z Ekonomiką Ogrodnictwa Akademii Rolniczej im. Hugona Kołłątaja w Krakowie
ABSTRACT. Total and soluble oxalates were determined in common sorrel plants collected from 12 sities in the Małopolska voivodeship. The lower leaves of sorrel contained most oxalates, on average 24.8 mg·g-1 d.m. of total oxalates and 8.88 mg·g-1 d.m. of soluble oxalates. The highest share of soluble oxalates in total oxalates, on average 60%, was detected in sorrel stems.
Key words: common sorrel, total and soluble oxalates, distribution in plant
Wstęp
Szczaw zwyczajny (Rumex acetosa L.) ma dużą wartość odżywczą ze względu na wysoki poziom w tkankach β-karotenu, kwasu askorbinowego, białka, żelaza i wapnia.
Roślina ta jest jednak przede wszystkim spożywana ze względu na charakterystyczny, przyjemny, kwaśny smak, pochodzący od wolnego kwasu szczawiowego i jego roz- puszczalnych soli – potasowej i sodowej. Pozostała część jonów szczawianowych jest związana w postaci nierozpuszczalnych soli wapnia i magnezu, tworzących charaktery- styczne kryształy w wakuolach wyspecjalizowanych komórek, zwanych idioblastami.
Dominującą nierozpuszczalną formą w roślinach szczawiu jest jednowodna sól wap- niowa (Ishii i Takiyama 1990). Sole nierozpuszczalne są metabolicznie nieaktywne, tylko połączenia rozpuszczalne są czynne biochemicznie (Webb 1999). Odgrywają one istotną rolę w wielu ważnych funkcjach komórki roślinnej, jak: regulacja poziomu wap- nia, detoksyfikacja metali (Nakata 2003), ochrona przed trawożercami, aktywność allelopatyczna (Itani i in. 1999). W diecie człowieka szczawiany rozpuszczalne, nawet podawane w małych ilościach, wywierają ujemny wpływ na bilans wapnia w ustroju i przyczyniają się do powstawania kamieni nerkowych (Grenz i Massey 2002).
Pomimo że uprawia się odmiany hodowlane szczawiu, konsument często sięga po dziką formę tego gatunku, zwłaszcza w okresie wczesnej wiosny, gdy szczególnie od-
czuwa się brak świeżych warzyw. Robi to chętnie, ponieważ w przypadku tej rośliny forma dzika wyjątkowo mało różni się od form hodowlanych.
Celem pracy było ustalenie, jaka jest zawartość szczawianów ogółem i szczawianów rozpuszczalnych w poszczególnych organach roślin szczawiu, pozyskiwanego ze sta- nowisk naturalnych w województwie małopolskim.
Materiał i metody
Doświadczenie przeprowadzono w 2005 roku. Materiał roślinny zebrano w czasie su- chej, słonecznej pogody ze stanowisk naturalnych w dwunastu gminach województwa małopolskiego. Okres zbioru, w dniach 15-20 czerwca, przypadał w początkowej fazie kwitnienia szczawiu. Stanowiska zostały wybrane losowo, jednak takie, które znajdo- wały się z dala od szlaków komunikacyjnych i zabudowań oraz w podobnych warun- kach nasłonecznienia. Z każdego miejsca zebrano po 25 sztuk całych roślin szczawiu zwyczajnego i przewieziono je do laboratorium Katedry Warzywnictwa w Krakowie.
Rośliny umyto pod bieżącą wodą w celu usunięcia części obcych i podzielono na:
korzenie, łodygi, kwiaty, liście dolne, liście górne. Do liści dolnych zaliczono duże liście strzałkowate mające ogonki, do liści górnych – mniejsze, łodygowe liście siedzą- ce. Materiał wysuszono w temperaturze 65°C w suszarce firmy Binder, a następnie zmielono na młynku laboratoryjnym Retscha. Analizy szczawianów rozpuszczalnych i szczawianów całkowitych wykonano metodą Bakera w modyfikacji Jabłonowskiego (1964). Ta metoda polega na ekstrakcji materiału biologicznego za pomocą wody w celu uzyskania szczawianów rozpuszczalnych i za pomocą 1n kwasu solnego w celu otrzymania szczawianów ogółem. Następnie szczawiany są oznaczane w reakcji utle- niania-redukcji z nadmanganianem potasowym.
Wyniki doświadczenia zostały opracowane statystycznie metodą wariancji w ukła- dzie całkowicie rozlosowanym, a różnice miedzy średnimi zweryfikowano za pomocą testu Studenta na poziomie istotności 0,05.
Wyniki i dyskusja
W tabeli 1 podano wyniki skrajne (minimalne i maksymalne) oznaczeń szczawia- nów w poszczególnych częściach rośliny szczawiu oraz średnie z 25 roślin.
Szczaw był zbierany w fazie kwitnienia, gdy intensywność syntezy szczawianów jest największa (Jabłonowski 1964). Uzyskane wyniki zawartości szczawianów są zbliżone do takich danych dla szczawiu, pozyskiwanego w naszej strefie klimatycznej przez innych autorów (Ponert 1965).
Największą całkowitą zawartość szczawianów stwierdzono w dolnych liściach szczawiu (średnio 24,80 mg·g-1 s.m.), nieco mniejszą w liściach górnych (22,49 mg·g-1 s.m.). Podobną zależność podają Okutani i Sugiyama (1994) dla liści szpinaku. W pozo- stałych organach poziom tych związków był dwu-, trzykrotnie niższy. Najmniej szcza- wianów wykryto w łodygach (7,29 mg·g-1 s.m.), co także można stwierdzić u szpinaku
Tabela 1 Zawartość szczawianów w częściach rośliny szczawiu zwyczajnego, zbieranego
z naturalnych stanowisk (w przeliczeniu na kwas szczawiowy) The oxalate content in parts of common sorrel collected from natural sites
(expressed as oxalic acid)
Korzenie Roots
Łodygi Stems
Liście dolne Lower leaves
Liście górne Upper leaves
Kwiaty Flowers 6,75-13,15 3,42-12,15 15,21-31,72 14,03-30,37 4,40-12,25 Szczawiany ogółem
(mg·g-1 s.m.) Total oxalates (mg·g-1 d.m.)
x-9,44c x-7,29a x-24,80e x-22,49d x-8,58b
0,67-2,02 2,02-6,08 5,26-13,55 1,44-4,72 1,25-2,02 Szczawiany
rozpuszczalne (mg·g-1 s.m.) Soluble oxalates (mg·g-1 d.m.)
x-1,39a x-4,03c x-8,88d x-2,58b x-1,49a
7,6-25,0 25,0-90,0 23,0-58,4 5,7-23,8 9,3-27,0 Szczawiany
rozpuszczalne w ogólnej zawartości szczawianów (%) Soluble oxalates in total oxalates (%)
x-15,5 x-58,8 x-36,5 x-11,6 x-17,5
Wartości zaznaczone tymi samymi literami w obrębie wiersza nie różnią się istotnie.
Values marked with the same letter within the lines do not differ significantly.
(Beis i in. 2002). Zawartość szczawianów ogółem w szczawiu, pochodzącym z różnych stanowisk, była bardzo zróżnicowana. W materiale najbogatszym w szczawiany znaj- dowało się ich dwa, trzy razy więcej niż w materiale najuboższym w te związki. Wcze- śniejsze badania wykazały, że zawartość szczawianów w tkankach roślin jest zmienna i zależy od okresu zbioru oraz warunków wegetacji. Stymulująco na ich syntezę wpły- wają niskie temperatury i światło (Kitchen i in. 1964), większa zawartość azotu i pota- su przy mniejszej zawartości fosforu w glebie (Regan i in. 1968), a także wysoki po- ziom wapnia (Hitomi i in. 1992) i większy stosunek formy azotanowej do amonowej w tkankach (Ahmed i Johnson 2000).
Najwięcej szczawianów rozpuszczalnych zawierały liście dolne szczawiu (8,88 mg·g-1 s.m.), stosunkowo dużo stwierdzono też ich w łodygach (4,03 mg·g-1 s.m.). Li- ście górne zawierały tylko jedną trzecią ilości szczawianów rozpuszczalnych, zgroma- dzonych przez liście dolne, a najmniej tych związków znajdowało się w korzeniach i kwiatach. Zróżnicowanie w poziomie szczawianów rozpuszczalnych w próbach szczawiu z różnych stanowisk było podobne, a także szczawianów ogółem.
Dolne liście zawierały stosunkowo dużo dostępnych szczawianów, jedną trzecią ich całej zawartości. Głównie w tych organach przebiega konwersja produktów fotooddy- chania: glikolanów i glioksylanów do kwasu szczawiowego (Webb 1999), co tłumaczy występowanie wysokiego stężenia jonów szczawianowych w liściach. Największy, średnio około 60-procentowy, udział szczawianów rozpuszczalnych w całkowitej za-
wartości szczawianów stwierdzono w łodygach szczawiu, a ich udział w skrajnym przypadku wyniósł nawet 90%.
Badania dotyczące tworzenia się kryształów szczawianowych w komórkach świad- czą o możliwości importu jonu szczawianowego z innych tkanek (Webb 1999). Praw- dopodobnie łodygi są drogami transportu tych jonów miedzy liśćmi i pozostałymi czę- ściami rośliny. W pozostałych organach poziom rozpuszczalnych szczawianów był niewielki i nie przekraczał kilkunastu procent.
Przeprowadzone analizy wskazują na to, że liście szczawiu, będące jadalną częścią tej rośliny, zawierają najwięcej groźnych, rozpuszczalnych szczawianów, lecz to one właśnie decydują o miłym i pożądanym przez konsumenta smaku tego warzywa.
Wnioski
1. Największą całkowitą zawartość szczawianów stwierdzono w dolnych (średnio 24,80 mg·g-1 s.m.) i górnych liściach szczawiu (22,49 mg·g-1 s.m.). W pozostałych or- ganach poziom tych związków był dwu-, trzykrotnie niższy.
2. Najwięcej szczawianów rozpuszczalnych zawierały liście dolne szczawiu (8,88 mg·g-1 s.m.) i łodygi (4,03 mg·g-1 s.m.). W liściach górnych znajdowała się tylko jedna trzecia zawartości szczawianów rozpuszczalnych, zgromadzonych przez liście dolne, a najmniej tych związków stwierdzono w korzeniach i kwiatach.
3. Największy, średnio około 60-procentowy, udział szczawianów rozpuszczalnych w całkowitej zawartości szczawianów stwierdzono w łodygach szczawiu, a mniejszy – około 40-procentowy – w liściach dolnych.
Literatura
Ahmed A.K., Johnson K.A. (2000): The effect of the ammonium: nitrate nitrogen ratio, total nitrogen, salinity (NaCl) and calcium on the oxalate levels of Tetragonia tetragonioides Pallas. Kunz. J. Hortic. Sci. Biotechnol. 75, 5: 533-538.
Beis G.H., Siomos A.S., Dogras C.C. (2002): Spinach composition as affected by leaf age and plant part. Acta Hortic. 579: 653-658.
Grenz L., Massey L.K. (2002): Contribution of dietary oxalate to urinary oxalate in health and disease. Top. Clin. Nutr. 17, 2: 60-70.
Hitomi E., Tamaki Y., Tomoyeda M. (1992): Biogenesis and degradation of oxalate in spinach.
J. Jap. Soc. Hortic. Sci. 61, 2: 431-435.
Ishii Y., Takiyama K. (1990): Morphology and water crystallization of calcium oxalate crystals in plants. J. Jap. Soc. Anal. Chem. 39, 3: 145-149.
Itani T., Fujita T., Tamaki M., Kuroyanagi M., Fujii Y. (1999): Allelopatic activity and ox- alate content in oxalate-rich plants. J. Weed Sci. Techn. 44, 4: 316-323.
Jabłonowski W. (1964): Zawartość szczawianów w niektórych roślinnych produktach żywno- ściowych. Rocz. PZH. 15, 4: 412-420.
Kitchen J.W., Burns E.E., Langston R. (1964): The effects of light, temperature and ionic balance on oxalate formation in spinach. J. Am. Soc. Hortic. Sci. 85: 465-470.
Nakata P.A. (2003): Advances our understanding of calcium oxalate crystal formation and func- tion in plants. Plant Sci. 164: 901-909.
Okutani J., Sugiyama N. (1994): Relationship between oxalate concentration and leaf position in various spinach cultivars. HortSci. 29, 9: 1019-1021.
Ponert J. (1965): Kyselina stavelova ve spenatovych zeleninach. Rostl. Vyr. 3:303-306.
Regan W.S., Lambeth V.N., Brown J.R., Blevins D.G. (1968): Fertilization interrelationships on yield nitrate and oxalic acid content of spinach. J. Am. Soc. Hortic. Sci. 93: 485-491.
Webb M.A. (1999): Cell – mediated crystallization of calcium oxalate in plants. Plant Cell. 11:
751-761.
THE CONTENT OF OXALATES IN PLANTS OF COMMON SORREL (RUMEX ACETOSA L.) FROM NATURAL SITES
S u m m a r y
The content of total and soluble oxalates in roots, stems, lower and upper leaves, and flowers of common sorrel collected from 12 sites in the Małopolska voivodeship is presented in the paper.
The highest content of total oxalates was found in lower (on average 24.80 mg·g-1 d.m.) and upper sorrel leaves (22.49 mg·g-1 d.m.). In other plant parts the level of these compounds was 2-3 times lower. Lower leaves and also stems of sorrel contained the highest amount of soluble oxalates, respectively 8.88 and 4.03 mg·g-1 d.m. The lowest content was found in roots and flowers. The greatest share of soluble oxalates in total oxalates was noted in sorrel stems (60% on average).
The results of the investigation showed that sorrel leaves contained the greatest amount of soluble oxalates, i.e. compounds considered as harmful though crucial in creating a desirable acidic taste.
